(57)【要約】【課題】  多チャネルプラズマ加速装置を提供する。【解決手段】  上面が塞がっている円柱状の面に沿って形成され、円柱状の内部に第１チャネルを形成する中央シリンダと、中央シリンダと同じ同心軸を有する相異なる直径の円柱状の面に沿って形成される第１外部シリンダおよび第２外部シリンダと、を含み、第１外部シリンダおよび第２外部シリンダとの間の空間に第２チャネルを形成するため第１外部シリンダの直径は中心シリンダの直径より大きく形成され、第２シリンダの直径は第１外部シリンダの直径より大きく形成される。【選択図】      図２
2006352123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が塞がっている円柱状の面に沿って形成され、前記円柱状の内部に第１チャネルを形成する中央シリンダと、
前記中央シリンダと同じ同心軸を有する相異なる直径の円柱状の面に沿って形成される第１外部シリンダおよび第２外部シリンダと、を含み、
前記第１外部シリンダおよび第２外部シリンダとの間の空間に第２チャネルを形成するため第１外部シリンダの直径は中心シリンダの直径より大きく形成され、第２シリンダの直径は第１外部シリンダの直径より大きく形成されることを特徴とする多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項２】
前記中央シリンダと前記第１外部シリンダとを連結する第１接続部と、
前記第１外部シリンダと前記第２外部シリンダとを連結する第２接続部と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項３】
それぞれ独立的なＲＦ電力が給電され、電磁場を誘導しプラズマを形成する複数の上部コイルと、
前記電磁場のうち軸方向を相殺させて前記プラズマを前記軸方向に加速させる複数の側面コイルと、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項４】
前記上部コイルが、
前記中央シリンダおよび前記第２接続部の上面に沿ってそれぞれ形成され、前記第１チャネルおよび第２チャネルの出口方向にポンデルモティブ力を生成し、プラズマを前記第１チャネルおよび第２チャネルの出口方向に加速させる上部第１コイルおよび上部第２コイルを含むことを特徴とする請求項３に記載の多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項５】
前記側面コイルが、
前記第１外部シリンダの内側面および前記第２外部シリンダの外側面に沿ってそれぞれ形成され、チャネル内部に形成された電磁場の波動を移動させ、チャネル内のプラズマを加速させる側面第１コイルおよび側面第２コイルをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項６】
前記第１および第２チャネルの高さと幅、前記第１および第２チャネルの出口高さのうち少なくとも１つを変更することによって、前記第１チャネルおよび前記第２チャネル内に形成されたプラズマの密度を均一に調整することを特徴とする請求項１に記載の多チャネルチャネルプラズマ加速装置。
【請求項７】
前記中央シリンダおよび前記外部第１および第２シリンダは、誘電体であることを特徴とする請求項１に記載の多チャネルチャネルプラズマ加速装置。
【請求項８】
上面が塞がっている円柱状の面に沿って形成され、前記円柱状の内部に第１チャネルを形成する中央シリンダと、
前記中央シリンダと同じ同心軸を有し、それぞれのｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の直径を有する面に沿って形成された第１、第２、第３、第４外部シリンダと、を含み、
前記ｄ１は、中心シリンダの直径より大きく、ｄ２＞ｄ１、ｄ３＞ｄ２、およびｄ４＞ｄ３であり、前記第１外部シリンダと第２外部シリンダとの間に第２チャネルが形成され、第３外部シリンダと第４外部シリンダとの間に第３チャネルが形成されることを特徴とする多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項９】
前記中央シリンダと前記第１外部シリンダとを連結する第１接続部と、
前記第１外部シリンダと前記第２外部シリンダとを連結する第２接続部と、
前記第２外部シリンダと前記第３外部シリンダとを連結する第３接続部と、
前記第３外部シリンダと前記第４外部シリンダとを連結する第４接続部と、を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項１０】
それぞれ独立的なＲＦ電力が給電され、電磁場を誘導しプラズマを形成する複数の上部コイルと、
前記電磁場のうち軸方向の電磁場を相殺させて前記プラズマを前記軸方向に加速させる複数の側面コイルと、を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項１１】
前記上部コイルが、
前記中央シリンダ、前記第２接続部、前記第４接続部の上面に沿ってそれぞれ形成され、前記第１、第２、第３チャネルの出口方向にポンデルモティブ力を生成し、プラズマを前記第１チャネルの出口方向に加速させる上部第１コイル、上部第２コイル、および上部第３コイルを含むことを特徴とする請求項１０に記載の多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項１２】
前記側面コイルが、
前記第１外部シリンダの内側面、第３外部シリンダの内側面、および前記第４外部シリンダの外側面に沿ってそれぞれ形成され、チャネル内部に形成された電磁場の波動を移動させ、チャネル内のプラズマを加速させる側面第１コイル、側面第２コイル、および側面第３コイルをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の多チャネルプラズマ加速装置。
【請求項１３】
前記第１ないし第３チャネルの高さと幅、前記第１ないし第３チャネルの出口高さのうち少なくとも１つを変更することによって、前記第１ないし第３チャネル内に形成されたプラズマの密度を均一に調整することを特徴とする請求項８に記載の多チャネルチャネルプラズマ加速装置。
【請求項１４】
前記中央シリンダおよび前記外部第１、第２、および第３シリンダは、誘電体であることを特徴とする請求項８に記載の多チャネルチャネルプラズマ加速装置。
【請求項１５】
請求項１の多チャネルプラズマ加速装置を使用し半導体チップ製造用ウエハをエッチングするエッチング装置。
【請求項１６】
請求項８の多チャネルプラズマ加速装置を使用し半導体チップ製造用ウエハをエッチングするエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ加速装置に関し、詳細には多数のチャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ加速器とは、電気的なエネルギーと磁気的なエネルギーを用いて一定空間に生成及び存在するプラズマの流れを加速させる装置のことを指す。プラズマ加速器は宇宙長距離旅行用ロケットのイオンエンジンおよび核融合研究などとして開発されてきて、現在のところ半導体製造工程上のウエハのエッチングに利用されている。
【０００３】
プラズマとは、高温で負電荷を電子と正電荷のイオンに分離した気体状態のものであって、電荷分離度が極めて高いながらも全体的に負と正の電荷数が同一であるので中性の特性を有する気体である。厳密には、固体、液体、気体（物質の３状態）に次いで第４の物質状態ともいえる。温度が次第に上昇するとほとんどの物体が固体から液体に、液体から気体状態に変化する。数万℃における気体は電子と原子核に分離されてプラズマ状態になる。
【０００４】
図１は従来のプラズマ加速装置の切断斜視図である。
【０００５】
同図に示すように、従来のプラズマ加速装置は、内部および外部円型ループコイル１０、２０、外部シリンダ３０、内部シリンダ６０、外部シリンダ３０と内部シリンダ６０との間に形成されるチャネル４０、およびこのチャネル４０の底部に形成された放電コイル５０を含んでなる。
【０００６】
内部および外部円型ループコイル１０、２０は、同軸に並んで配列され、チャネル４０を取り囲む放射方向に電流を印加する。内部および外部円型ループコイル１０、２０には同じく時計回りあるいは反時計回りに電流を印加してチャネル４０内に横切る電磁場を生成する。内部および外部円型ループコイル１０、２０は、軸方向に捲線されたコイルに流れる電流を減少させてチャネル４０内に誘導される電磁場を軸方向に減少させる特徴を持つ。電磁場は軸方向について垂直にチャネル４０を横切る方向に形成され、軸方向に次第減少されるよう形成されている。チャネル内に生成された電磁場はマクスウェル方程式に応じて２次電流を誘導する。放電コイル５０によりチャネル４０内に生成されたプラズマは、チャネル４０を横切る電磁場と２次電流によって軸方向に出口７０に向けて加速される。
【０００７】
このような従来のプラズマ加速器は入口８０側のコイルに大きい電流を付加し、出口７０側のコイルでは小さい電流を印加することにより電磁場圧力の差異を作って加速する「電磁場変調方式（Ｂ−Ｆｉｌｅｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ）」を用いる。係る電磁場変調方式を用いる従来のプラズマ加速器はプラズマおよびイオンの放射状に不均一を招く問題点がある。
【特許文献１】日本公開特許平９−２３７６９８号公報
【特許文献２】日本公開特許平７−３１６８２４号公報
【特許文献３】韓国公開特許２００４−０５３５０２号公報号公報
【特許文献４】日本公開特許平６−１９６２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、多数のチャネルを備えてプラズマの密度を均一にすることのできる多チャネルプラズマ加速装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、多チャネルプラズマ加速装置を使用して半導体チップ製造用ウエハをエッチングするエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するための本発明に係る多チャネルプラズマ加速装置は、上面が塞がっている円柱状の面に沿って形成され、前記円柱状の内部に第１チャネルを形成する中央シリンダと、前記中央シリンダと同じ同心軸を有する相異なる直径の円柱状の面に沿って形成される第１外部シリンダおよび第２外部シリンダと、を含み、前記第１外部シリンダおよび第２外部シリンダとの間の空間に第２チャネルを形成するため第１外部シリンダの直径は中心シリンダの直径より大きく形成され、第２シリンダの直径は第１外部シリンダの直径より大きく形成されることが好ましい。
【００１１】
ここで、前記中央シリンダと前記第１外部シリンダとを連結する第１接続部と、前記第１外部シリンダと前記第２外部シリンダとを連結する第２接続部と、を更に含むことが好ましい。
【００１２】
また、それぞれ独立的なＲＦ電力が給電され、電磁場を誘導しプラズマを形成する複数の上部コイルと、前記電磁場のうち軸方向を相殺させて前記プラズマを前記軸方向に加速させる複数の側面コイルと、を更に含むことが好ましい。
【００１３】
また、前記上部コイルが、前記中央シリンダおよび前記第２接続部の上面に沿ってそれぞれ形成され、前記第１チャネルおよび第２チャネルの出口方向にポンデルモティブ力を生成し、プラズマを前記第１チャネルおよび第２チャネルの出口方向に加速させる上部第１コイルおよび上部第２コイルを含むことが好ましい。
【００１４】
また、前記側面コイルが、前記第１外部シリンダの内側面および前記第２外部シリンダの外側面に沿ってそれぞれ形成され、チャネル内部に形成された電磁場の波動を移動させ、チャネル内のプラズマを加速させる側面第１コイルおよび側面第２コイルをさらに含むことが好ましい。
【００１５】
ここで、前記第１および第２チャネルの高さと幅、前記第１および第２チャネルの出口高さのうち少なくとも１つを変更することによって、前記第１チャネルおよび前記第２チャネル内に形成されたプラズマの密度を均一に調整することが好ましい。
【００１６】
なお、前記中央シリンダおよび前記外部第１および第２シリンダは、誘電体であることがよい。
【００１７】
本発明の他の実施形態に係る多チャネルプラズマ加速装置は、上面が塞がっている円柱状の面に沿って形成され、前記円柱状の内部に第１チャネルを形成する中央シリンダと、前記中央シリンダと同じ同心軸を有し、それぞれのｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の直径を有する面に沿って形成された第１、第２、第３、第４外部シリンダと、を含み、前記ｄ１は、中心シリンダの直径より大きく、ｄ２＞ｄ１、ｄ３＞ｄ２、およびｄ４＞ｄ３であり、前記第１外部シリンダと第２外部シリンダとの間に第２チャネルが形成され、第３外部シリンダと第４外部シリンダとの間に第３チャネルが形成されることが好ましい。
【００１８】
ここで、前記中央シリンダと前記第１外部シリンダとを連結する第１接続部と、前記第１外部シリンダと前記第２外部シリンダとを連結する第２接続部と、前記第２外部シリンダと前記第３外部シリンダとを連結する第３接続部と、前記第３外部シリンダと前記第４外部シリンダとを連結する第４接続部と、を更に含むことが好ましい。
【００１９】
また、それぞれ独立的なＲＦ電力が給電され、電磁場を誘導しプラズマを形成する複数の上部コイルと、前記電磁場のうち軸方向の電磁場を相殺させて前記プラズマを前記軸方向に加速させる複数の側面コイルと、を更に含むことが好ましい。
【００２０】
ここで、前記上部コイルが、前記中央シリンダ、前記第２接続部、前記第４接続部の上面に沿ってそれぞれ形成され、前記第１、第２、第３チャネルの出口方向にポンデルモティブ力を生成し、プラズマを前記第１チャネルの出口方向に加速させる上部第１コイル、上部第２コイル、および上部第３コイルを含むことが好ましい。
【００２１】
また、前記側面コイルが、前記第１外部シリンダの内側面、第３外部シリンダの内側面、および前記第４外部シリンダの外側面に沿ってそれぞれ形成され、チャネル内部に形成された電磁場の波動を移動させ、チャネル内のプラズマを加速させる側面第１コイル、側面第２コイル、および側面第３コイルをさらに含むことが好ましい。
【００２２】
ここで、前記第１ないし第３チャネルの高さと幅、前記第１ないし第３チャネルの出口高さのうち少なくとも１つを変更することによって、前記第１ないし第３チャネル内に形成されたプラズマの密度を均一に調整することが好ましく、前記中央シリンダおよび前記外部第１、第２、および第３シリンダは、誘電体であることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の多チャネルプラズマ加速装置を使用したエッチング装置は半導体チップ製造用ウエハをエッチングすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、多数のチャネルが備えられ、チャネル内のプラズマおよびイオンフラックスの密度を均一にすることができることから、均一したエッチング比率で大きい面積の基板を処理できる長所をもつ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
（実施形態）
図２は本発明の一実施の形態に係る２つのチャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置を示す切断斜視図である。
【００２６】
同図に示すように、本発明の好適な実施形態に係る２つのチャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置２００は、中央シリンダ２０５、第１および第２外部シリンダ２３０、２５０、第１ないし第３接続部２２０、２４０、２５５、および複数のコイル２６０Ａ、２６０Ｂ、２７０，２８０を含んでいる。
【００２７】
複数のコイル２６０Ａ、２６０Ｂ、２７０，２８０は、大きく上部コイル２６０Ａ、２６０Ｂと側面コイル２７０、２８０に区分される。上部コイルはまた上部第１コイル２６０Ａと上部第２コイル２６０Ｂに区分され、側面コイルも側面第１コイル２８０と側面第２コイル２７０に区分される。
【００２８】
中央シリンダ２０５は側面部２１０と上面部２１５を含み、側面部２１０および上面部２１５によって切断面が円型である第１チャネル（ＣＨ１）が形成される。一方、上面部２１５の上面に沿って直径が減少されるよう取り巻かれた上部第１コイル２６０Ａが位置する。
【００２９】
さらに、中央シリンダ２０５は第１接続部２２０により第１外部シリンダ２３０に連結され、第１外部シリンダ２３０と第２外部シリンダ２５０は第２接続部２４０により連結されて切断面がリング状である第２チャネル（ＣＨ２）を形成する。チャネル（ＣＨ１，ＣＨ２）はプラズマが生成され移動する空間であって、軸方向に形成され、チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２）の上側であるチャネル上部とチャネルの下側である出口を含んでいる。
【００３０】
第１外部シリンダ２２０の内側面に沿って螺旋状で取り巻かれた第１側面コイル２８０および第２外部シリンダ２５０の外側面に沿って螺旋状で取り巻かれた第２側面コイル２７０は、電磁場のうち軸方向の電磁場を相殺させてプラズマが軸方向に加速されるよう施す。また、第２接続部２４０の上面に沿って直径が減少されるよう取り巻かれた上部第２コイル２６０Ｂが位置する。
【００３１】
複数のコイル２６０Ａ、２６０Ｂ、２７０、２８０は多チャネルプラズマ加速装置２００にＲＦ電力を印加してプラズマを生成し、チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２）内に電磁場圧力の傾斜を形成してプラズマをチャネル上部から出口方向（図２の矢印方向）に加速するのに用いられる。
【００３２】
詳細に説明すると、上部第１コイル２６０Ａおよび上部第２コイル２６０Ｂはチャネルの出口側に向けてポンデルモティブ力を生成し、イオンが初期に加速されるようにする。上部第１コイル２６０Ａおよび上部第２コイル２６０Ｂはそれぞれ別に動作する。
【００３３】
側面第１コイル２８０および側面第２コイル２７０は、電磁場の波動を移動させ、チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２）内のイオンをさらに加速させることでイオンの加速を同期化する。また、側面第１コイル２８０および側面第２コイル２７０のいずれか１つのコイルは第１チャネル（ＣＨ１）および第２チャネル（ＣＨ２）に共通に利用される。図２において、側面第１コイル２８０および側面第２コイル２７０は１回取り巻かれた状態で図示したが、実際のところ数回取り巻くことができ、取り巻かれた回数はそれぞれのコイル別に異なることもできる。複数の側面第１コイル２８０および第２コイル２７０は別のＲＦ発生器（図示せず）から独立に給電され得る。ＲＦ発生器は側面第１コイル２８０および側面第２コイル２７０に流れる電流間に位相シフト制御が行なわれるよう同期化する。
【００３４】
このように、第１チャネル（ＣＨ１）および第２チャネル（ＣＨ２）に印加されるＲＦ電力を相対的に調整することによって、プラズマおよびイオンの流れが均一に調整される。一方、側面第１コイル、側面第２コイル２８０、２７０に流れる電流を調整したり、チャネル（ＣＨ１，ＣＨ２）の幅、深さ、直径を変更することによってプラズマおよびイオンフラックスの密度を均一に調整することができる。
【００３５】
図２に図示された多チャネルプラズマ加速度装置２００は、２つのチャネルを有すると図示しているが、それに限定されず、より大きい直径を有するリング状のチャネルを更に加えて多チャネルプラズマ加速装置を具現することができる。これによって大きい基板の処理が可能になる。
【００３６】
図３は複数のチャネル内で移動する電磁場圧力の波動を所定周期（ｔ＝０．０２５μｓｅｃ）毎に図示した図面である。同図に基づくと、２つのチャネル（ＣＨ１，ＣＨ２）内の電磁場圧力は次の式に基づいて表される。
【００３７】
【数１】
2006352123.tif 000003
なお、ＭＰは電磁場圧力（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、Ｂは電磁場の大きさ、μ０は自由空間の誘電率を示す。電磁場圧力とは電磁気流体力学にてプラズマの加速度算出のため用いられる。
【００３８】
【数２】
2006352123.tif 000004
なお、Ｐはプラズマ粒子による圧力、
【００３９】
【数３】
2006352123.tif 000005
は電磁場圧力、ＣＯＮＳＴは定数である。（式２）の意味はプラズマ粒子による圧力と電磁場圧力の和は一定しなければならないということである。
【００４０】
従って、電磁場圧力の傾斜がプラズマに加えられる力を生成し、これにより電磁場圧力の移動方向に沿ってプラズマが加速される。電磁場圧力の移動波動は複数の側面第１および第２コイル２８０、２７０により駆動される。図３において、複数の側面第１および第２コイル２８０、２７０は隣接するコイルとの間に９０度の位相偏移を有するサイン波ＲＦ電流により独立的に給電される。
【００４１】
図４は本発明に係る一実施形態に係る３チャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置の切断斜視図である。
【００４２】
同図に示すように、本発明の好適な実施形態に係る３チャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置４００は、中央シリンダ４０５、第１ないし第４外部シリンダ４３０、４５０、４６０、４７０、第１ないし第５接続部４２０、４４０、４５５、４６５、４７５、および複数のコイル４８０Ａ、４８０Ｂ、４８０Ｃ、４９０，４９５，５００を含んでなる。複数のコイルは大きく上部コイルと側面コイルからなる。上部コイルは、また上部第１コイル４８０Ａ、上部第２コイル４８０Ｂ、上部第３コイル４８０Ｃに区分される。側面コイルは側面第１コイル４９０、側面第２コイル４９５、側面第３コイル５００に区分される。
【００４３】
中央シリンダ４０５は、側面部４１０と上面部４１５を含み、側面部４１０および上面部４１５により切断面が円状である第１チャネル（ＣＨ１）が形成される。一方、上面部４１５の上側面に沿って直径が減少されるよう取り巻いた上部第１コイル４８０Ａが位置する。
【００４４】
また、中央シリンダ４０５は、第１接続部４２０により第１外部シリンダ４３０と連結し、第１外部シリンダ４３０と第２外部シリンダ４５０は第２接続部４４０により連結し、切断面がリング状である第２チャネル（ＣＨ２）を形成する。また、第２外部シリンダ４３０は第３接続部４５５によって第３外部シリンダ４６０と連結し、第３外部シリンダ４６０と第４外部シリンダ４７０は第４接続部４６５により切断面がリング状である第３チャネル（ＣＨ３）を形成する。
【００４５】
第１外部シリンダ４２０の内側面に沿って螺旋状に取り巻かれた第１側面コイル４９０および第２外部シリンダ４５０の内側面に沿って螺旋状で取り巻かれた第２側面コイル４９５、および第４外部シリンダ４７０の外側面に沿って螺旋状で取り巻かれた第３側面コイル５００は電磁場のうち軸方向電磁場を相殺させてプラズマが軸方向に加速されるようにする。
【００４６】
また、第２接続部４４０上面に沿って直径が減少されるよう取り巻かれた上部第２コイル４８０Ｂが位置し、第４接続部４６５の上面に沿って直径が減少されるよう取り巻かれた上部第３コイル４８０Ｃが位置する。
【００４７】
複数のコイル４８０Ａ、４８０Ｂ、４８０Ｃ、４９０，４９５，５００は多チャネルプラズマ加速装置４００にＲＦ電力を印加し、プラズマを生成しチャネル（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）内部に電磁場圧力の傾斜を形成してプラズマをチャネル上部で出口方向（図２に示す矢印の方向）に加速するのに用いられる。
【００４８】
詳細には、上部第１コイルないし上部第３コイル４８０Ａ〜４８０Ｃは、チャネル出口側に向ってポンデルモティブ力を生成し、イオンを初期に加速させる。上部第１コイルないし上部第３コイル４８０Ａ〜４８０Ｃはそれぞれに動作する。
【００４９】
側面第１コイルないし側面第３コイル４９０、４９５、５００は、電磁場の波動を移動させ、チャネル（ＣＨ１、ＣＨ２，ＣＨ３）内のイオンをより加速させてイオンの加速を同期化する。図４において側面第１コイルないし側面第３コイル４９０、４９５、５００は１回取り巻かれたことと図示されているが、実際には多数回取り巻くことができ、取り巻かれた回数はそれぞれのコイル毎に相違することもできる。
【００５０】
側面第１コイルないし側面第３コイル４９０、４９５、５００は別のＲＦ発生装置（図示せず）から独立的に給電されることができる。ＲＦ発生装置は側面第１コイルないし側面第３コイル４９０、４９５、５００に流れる電流間に位相シフト制御が行なわれるよう同期化する。このように、第１チャネルないし第３チャネル（ＣＨ１〜ＣＨ３）に印加されるＲＦ電力を相対的に調整することによってプラズマおよびイオンの流れが均一に調整される。一方、プラズマおよびイオンの流れを均一に調整することは側面第１コイルないし側面第３コイル４９０、４９５、５００に流れる電流を調整したり、チャネル（ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３）の幅、深さ、直径を変更することによって獲得できる。
【００５１】
図４に図示された実施形態において多チャネルプラズマ加速装置４００は、３つのチャネルを有するので図２に図示された２つのチャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置２００より大きい基板を処理することが可能になる。一方、図２および図４に図示された多チャネルプラズマ加速装置はエッチング装置に使用され、半導体チップ製造用ウエハのエッチングのために利用される。
【００５２】
図５は図４に図示された３チャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置において中央シリンダの中心軸を基準にして右側を示す切断図であって、チャネル内部の電磁場圧力の分布が図示されている。図５において、左側の境界線は図４の中央シリンダ４０５の中心軸を示す。同図に示すように、第１チャネルないし第３チャネル（ＣＨ１〜ＣＨ３）の高さが同じであり、各チャネル（ＣＨ１〜ＣＨ３）の出口の高さも同じである。チャネル出口（Ｅｘｉｔ）からウエハ１０００までの距離を変更することによって、プラズマおよびイオンのフラックス（ｆｌｕｘ）を均一に制御できる。なぜならば、チャネル出口を介してイオンフラックスが流出された後、イオンフラックスはウエハ１０００まで発散するからである。
【００５３】
図６は３チャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置の他の実施形態を示している。同図に示すように、第１チャネル（ＣＨ１）および第２チャネル（ＣＨ２）の高さ（Ｙ１）と、第３チャネル（ＣＨ３）の高さ（Ｙ２）とが相違していることが分かる。さらに、第１チャネル（ＣＨ１）および第２チャネル（ＣＨ２）の出口（Ｅｘｉｔ１）の高さ（Ｈ１）と、第３チャネル（ＣＨ３）の出口（Ｅｘｉｔ２）の高さ（Ｈ２）が異なる。また、第１チャネル（ＣＨ１）と第２チャネル（ＣＨ２）との間の間隔（Ｇ１）と、第２チャンネル（ＣＨ２）と第３チャネル（ＣＨ３）との間の間隔（Ｇ２）とが異なることが分かる。このように、チャネルとの間の間隔（あるいはチャネルの直径）、チャネル出口の高さ、チャネル高さなどを調節することによって、プラズマ加速装置の下の表面にてプラズマ密度およびイオン電流密度の均一性を同時に獲得することができる。
【００５４】
一方、チャネルの体積（ｖ）対面積（ｓ）の比（ｖ／ｓ）が大きければ、電荷粒子の濃度はより高くなる。チャネルを形成するシリンダーの直径を変化させることによって、チャネルの幅とチャネルとの間の間隔を制御することができ、従って、各チャネル毎に体積対表面積の比およびプラズマの密度を制御することができる。
【００５５】
以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来のプラズマ加速器の切断斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る２つのチャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置を図示した切断斜視図である。
【図３】複数のチャネル内で移動する電磁場圧力の波動を所定周期（ｔ＝０．０２５μｓｅｃ）毎に図示した図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る３チャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置の切断斜視図である。
【図５】図４に図示した３チャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置にて中央シリンダの中心軸を基準にして右側を図示した切断図である。
【図６】３チャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置の他の実施形態であって、中央シリンダの中心軸を基準にして右側を図示した切断図である。
【符号の説明】
【００５７】
２００      ２つのチャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置
４００      ３つのチャネルを備えた多チャネルプラズマ加速装置
【図１】
2006352123.tif 000006
【図２】
2006352123.tif 000007
【図３】
2006352123.tif 000008
【図４】
2006352123.tif 000009
【図５】
2006352123.tif 000010
【図６】
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